半装配式工法在地铁车站工程中的应用

发表时间:2021/4/28   来源:《科学与技术》2021年1月第3期   作者:何棋
[导读] 近年来,我国轨道交通行业发展迅猛,
        何棋
        (中铁隧道局集团国际事业部 广州南沙)
        摘要:近年来,我国轨道交通行业发展迅猛,建设规模不断扩大,但车站内部结构施工工艺仍以传统现浇方式为主,装配式和半装配式技术仍然处于刚刚起步阶段。本文依据在国外从事地铁施工经验,探讨了半装配式工法在明挖车站施工中的主要技术要点、效益分析等。
        关键词:地铁 内部结构 半装配式工法
一、装配式结构在国内外地铁车站中运用现状
        欧洲国家研究地铁车站装配式技术最早可追溯到 1950年,上世纪60年代前苏联也开始涉足装配式技术领域,国内研究地铁车站装配式技术较晚,目前仅长春、北京、济南和深圳等城市开展了具体应用。但总体来讲,国内外研究方向大多集中在全装配式方法,由于全装配式技术对应的防水技术尚未成熟,导致该技术未能进行大规模推广。本文主要研究车站内部结构半装配式施工技术,即与围护结构接触的结构按现浇法施工,确保防水功能不受影响;与围护结构非接触的结构尽可能多的设计为装配式结构,以便简化施工工艺,提高各项效益。
        二、项目背景
        智利地铁某项目为明挖车站,内部结构原设计为2层框架式现浇结构,与业主沟通后,将中板次梁与顶板次梁从现浇优化为装配式,将中板和顶板现浇混凝土优化为“下层装配式+上层现浇式的组合”,底板与墙维持原设计现浇结构。


        三、施工方法
        装配式结构委外加工,在地下负二层现浇墙和主梁施工后,开始依次安装装配式梁、板结构。采用塔吊吊运,人工配合安装,安装过程中采用全站仪精确定位高程和坐标,确保安装精度满足各项要求。
          
        装配式梁板结构安装完成后,开始绑扎上层现浇板的钢筋并浇筑上层混凝土。
        重复同样方法施工车站负一层,直至施工结束。
        四、技术要点
        1.优化设计:为了保证装配式梁有“落脚点”,将原墙体进行了设计优化,增加了凸式平台。装配式板放置于梁上,在与墙体接触部位安设角钢,作为装配式板的永久支撑平台,角钢进行防锈处理。
          
        2.弹性衬垫:装配式梁与现浇墙、现浇主梁接触部位安装弹性衬垫,该衬垫由多层橡胶板和薄钢板粘合在一起,尺寸为150mm*300mm*25mm。它具有足够的垂直刚度,可以将力从上部结构可靠地传递到现浇墙和现浇主梁上;它具有良好的弹性和较高的剪切变形能力,可以满足上部结构的水平位移。本项目所采用衬垫主要性能如下:抗张强度19MPA;抗压弹性模量400MPA;抗剪弹性模量1.05MPA。

        3.防水设计:本项目为半装配式梁板工法,所有与围护结构接触的结构均维持原设计的现浇结构,不影响原有防水功能,因此防水仍维持原设计。
        五、效益分析
        1.工期效益分析
        本项目每层现浇主梁施工工期约为5天;装配式结构安装工期约为2天;由于中板和顶板采用了“下层装配式+上层现浇式”组合模式,因此在安装下层装配式板后,可直接进行上层现浇板施工,无需安装满堂脚手架和板的模板,而上层现浇板施工时间约为3天,因此中板(含梁)和顶板(含梁)每层施工总工期约为10天,而传统现浇法施工工期约为15天左右,由此可见,半装配式工法较传统工法具有可观的工期效益。
        2.经济效益分析
        本项目业主批复车站主体结构由现浇法优化为半装配式工法的同时,也同意不改变合同造价。装配式结构委外给当地厂家进行加工和安装,成本较低,在合同收入不变的情况下节约了约58万的成本。另外由于半装配式结构无需满堂架和板的模板,周转材料费用节约了约25万元。
        3.安全环境社会效益分析
        半装配式结构施工工艺简单,快捷,极大的利于现场文明施工。同时该工法创新性较高,得到了项目所在国监理、业主等外部单位的一致好评,取得了良好的社会效益。
        结语:目前国内外地铁车站内部结构全预制工法受防水技术限制无法大规模推广运用,而传统现浇法施工工艺复杂、成本较高,半装配式工法既不影响防水功能,又具有质量可靠、施工简单、工期缩短、成本减低、绿色环保等优势,经济、环境、社会效益显著,而且在智利这样地震频繁的国家有成功运用的经验,具有进一步研究和推广的价值。
        参考文献:
        [1]李兆平,王臣,苏会缝  装配式地铁车站结构混凝土裂缝及接缝变形规律试验研究[J]土木工程学报 2015(1)409-413
        [2]刘建洪 明挖装配式地铁车站结构优化及施工过程力学特性研究[D] 成都 西南交通大学,2007
        [3]丛敏 装配式结构车站在长春地铁中的应用[J] 工业设计 2015(4)119,124
        [4]陈久恒 预制装配式地铁车站施工研究[J] 铁道建筑技术 2015(11)62-65,69
        [5]张中勇 王永吉 预制装配式技术在地铁中的应用 建筑技术 2017 812-815
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